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R-5) Connaissances techniques de base. Attention : ce chapitre est ? l'origine de nombreux ?checs ? l'examen de classe 3 : NE LE NEGLIGEZ PAS En th?orie, les calculs demand?s devraient pouvoir ?tre effectu?s ?de t?te" mais l'utilisation de votre calculette (autoris?e si elle n'est pas programmab
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1. RglementationChapitre 5 Premire partiePuissance, dcibels, gammes donde et antennes
2. R-5) Connaissances techniques de base Attention : ce chapitre est lorigine de nombreux checs lexamen de classe 3 : NE LE NEGLIGEZ PAS
En thorie, les calculs demands devraient pouvoir tre effectus de tte mais lutilisation de votre calculette (autorise si elle nest pas programmable) vous rassurera.
Ne rpondez quaux questions dont vous tes srs de la rponse (- 1 point pour une rponse fausse mais pas de pnalits si vous ne rpondez pas)
Les questions portant sur ce chapitre qui sera vu en deux sances forment 3 familles de questions de lexamen de classe 3, soit 6 questions systmatiquement
En marron : lien vers la page Textes.html (site du Radio Club)
3. R-5) Connaissances techniques de base Extraits de lannexe I de larrt du 21 septembre 2000
Chapitre 3 Brouillages et protections
1. Brouillage des quipements lectroniques :
Brouillage avec le signal dsir ;
Intermodulation ;
Dtection par les circuits audio.
2. Cause de brouillage des quipements lectroniques :
Champ radiolectrique rayonn par une chane d'mission ;
Rayonnements non essentiels de l'metteur ;
Effets indsirables sur l'quipement : par l'entre de l'antenne, par d'autres lignes, par rayonnement direct, par couplage.
3. Puissance et nergie :
Rapports de puissance correspondant aux valeurs en dB suivantes : 0 dB, 3 dB, 6 dB, 10 dB et 20 dB (positives et ngatives)
Rapports de puissance entre/sortie en dB d'amplificateurs et/ou d'attnuateurs ;
Adaptation (transfert maximum de puissance) ;
Relation entre puissance d'entre et de sortie et rendement : ? = P entre / P sortie x 100%
Puissance crte de la porteuse module [PEP].
4. Protection contre les brouillages :
Mesures pour prvenir et liminer les effets de brouillage ;
Filtrage, dcouplage, blindage.
5. Protection lectrique :
Protection des personnes et des installations radioamateurs ;
Alimentation par le secteur alternatif ;
Hautes tensions ;
Foudre ;
Compatibilit lectromagntique
4. R-5) Connaissances techniques de base Extraits de lannexe I de larrt du 21 septembre 2000 (suite)
Chapitre 4 Antennes et lignes de transmission
1. Types d'antennes :
Doublet demi-onde aliment au centre, aliment par l'extrmit et adaptations
Doublet avec trappe accorde, doublet repli
Antenne verticale quart d'onde [type GPA]
Arien avec rflecteurs et/ou directeurs [Yagi]
Antenne parabolique
2. Caractristiques des antennes :
Impdance au point d'alimentation
Polarisation
Gain d'antenne par rapport au doublet par rapport la source isotrope
Puissance apparente rayonne [PAR]
Puissance isotrope rayonne quivalente [PIRE]
Rapport avant/arrire
Diagrammes de rayonnement dans les plans horizontal et vertical
3. Lignes de transmission :
Ligne bifilaire, cble coaxial
Pertes, taux d'onde stationnaire
Ligne quart d'onde impdance
Transformateur, symtriseur
Botes d'accord d'antenne
Extraits du programme HAREC (recommandation T/R 61-02), partie technique :
Chapitre 6 (antennes et lignes de transmission), chapitre 9 (brouillage et protection) et chapitre 10 (protection lectrique)
5. R-5.1) Puissances, rapports de puissance et dcibels (dB) La puissance dmission est issue damplificateurs successifs et sexprime en watts (symbole W).
Un amplificateur se reprsente par un triangle : lentre se trouve sur un ct ( gauche gnralement) et la sortie se trouve sur la pointe oppose
Le dcibel (dB) est une unit permettant d'exprimer un rapport entre deux grandeurs de mme nature mesures par exemple lentre et la sortie dun circuit.
pour lexamen de classe 3, seuls sont connatre les 9 rapports en puissance suivants :
6. R-5.1) Puissances, rapports de puissance et dcibels (dB) Caractristiques de dcibels :
un nombre de dcibels positif indique un gain
un nombre de dcibels ngatif indique une perte
les gains successifs sadditionnent
les pertes successives se soustraient des gains
toutes ces caractristiques viennent du fait que les dcibels sont dfinis partir de logarithmes
Les dcibels permettent dexprimer aussi des niveaux relatifs (par rapport une rfrence connue) :
le gain d'une antenne se dfinit par rapport une antenne de rfrence (doublet ou antenne isotropique).
le gain avant/arrire dfinit la directivit des antennes Yagi
7. R-5.1) Puissances, rapports de puissance et dcibels (dB) Exemples de calcul sur les dcibels :
8. R-5.1) Puissances, rapports de puissance et dcibels (dB) Puissance crte de la porteuse module
En modulation damplitude, la puissance dmission varie au cours du temps. Dans ce cas, la mesure de la puissance se fera sur les pointes damplitude ce qui amne dfinir la puissance crte appele aussi puissance de pointe de lenveloppe
9. R-5.1) Puissances, rapports de puissance et dcibels (dB) Le rendement dtermine la qualit du transfert de puissance. Le rendement est :
exprim en %
toujours infrieur 100%
gal au rapport obtenu en divisant la puissance utile (puissance mise) par la puissance consomme totale.
Exemples de calcul de rendement :
10. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Relation longueur donde / frquence
La longueur donde (l, en mtres) est la distance parcourue dans le vide (ou dans lair) par londe au cours dune dure gale la priode du signal.
Dans le vide, les ondes radio se dplacent la vitesse de la lumire (300.000 km/s)
La frquence (F en hertz, Hz) est le nombre de priode du signal par seconde.
la frquence peut tre donne dans un multiple du hertz:
1 kHz (kilohertz) = 1.000 Hz,
1 MHz (mgahertz) = 1.000 kHz,
1 GHz (gigahertz) = 1.000 MHz.
11. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Exemples de conversion longueur donde/frquence :
12. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Les gammes dondes
les gammes dondes sont connatre dans le cadre de la dclaration PAR prvue par le dcret du 17/12/07 modifi.
ces questions ont t classes par lANFR dans lune des trois familles de technique de lexamen de classe 3.
voir aussi page CNFRA dans Radio-REF de fvrier 2010 : ici
13. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Quatre antennes sont connatre :
doublet demi-onde (diple)
doublet demi-onde repli (trombone)
antenne verticale quart donde (GP)
antenne Yagi (directive, beam en anglais)
le programme cite aussi lantenne parabolique, le doublet trappes et le doublet aliment une extrmit mais aucune question na t recense
Pour chacune de ces antennes, il faut connatre :
sa longueur thorique (et savoir la calculer)
son impdance
ses spcificits de fonctionnement
son diagramme de rayonnement
la rpartition tension/intensit le long du brin rayonnant nest pas au programme de lexamen de classe 3.
voir aussi page CNFRA dans Radio-REF de fvrier 2011 : ici
14. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Doublet demi-onde (diple)
antenne de base
alimente par son milieu > forme de 2 quart donde
isole dans lespace et loin du sol
longueur
l/2
impdance
73 W
52 W
36 W
15. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Doublet demi-onde repli (trombonne)
longueur
l/2
la longueur du fil mesure une longueur donde entire
impdance
300 W
le fil retour doit tre proche du fil du diple
16. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Antenne quart donde verticale (GP)
la partie manquante du diple (2me quart donde) est remplac par :
le sol ou une masse mtallique
plan de sol (radiants)
longueur
l/4
impdance
36 W
52 W
17. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Antenne directive Yagi (beam)
en ajoutant des lments parasites, on dforme les lobes de rayonnement du brin rayonnant en concentrant lnergie dans une direction
les brins les plus courts sont devant (brins directeurs)
les brins les plus longs sont les rflecteurs
impdance
plus il y dlments, plus le gain est important, plus limpdance de lantenne est faible
18. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Le gain d'une antenne se mesure dans la direction maximum de rayonnement.
Le gain dune antenne se calcule en dB
par rapport l'antenne doublet (dBd)
ou par rapport l'antenne isotropique (dBiso).
ou encore par rapport la puissance mise vers larrire de lantenne (gain avant/arrire dune antenne directive)
Lantenne isotropique est une antenne idale et nexiste que dans la tte des physiciens :
cest un point qui rayonne uniformment
son diagramme de rayonnement est une sphre.
le doublet demi-onde a un gain de 2,14 dB par rapport l'antenne isotropique.
19. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Les diagrammes de rayonnement
20. R-5.2) Types et caractristiques des antennes La puissance apparente rayonne (P.A.R.) est :
la puissance d'alimentation de l'antenne multiplie par le rapport arithmtique correspondant au gain de lantenne par rapport au doublet (il faut transformer les dBd en rapport).
gale la puissance qu'il faudrait appliquer un diple pour avoir la mme puissance rayonne dans la direction la plus favorable de l'antenne.
la puissance isotrope rayonne quivalente (PIRE) prend pour rfrence l'antenne isotropique.
des calculs de PAR seront prsents dans le prochain cours.
la PAR est dclarer dans le cadre du dcret du 17/12/07 modifi
21. R-5.2) Types et caractristiques des antennes Langle d'ouverture d'une antenne est lcart d'angle entre les directions pour lesquels la puissance rayonne est la moiti (3dB) de la puissance rayonne dans la direction la plus favorable.
Rapport avant/arrire
se mesure en dB (pour les antennes directionnelles)
Polarisations : selon la position du brin rayonnant, londe rayonne est polarise verticalement ou horizontalement.
il existe aussi des polarisations circulaires (droite ou gauche) et obliques
Couplage dantennes :
coupler idalement 2 antennes revient doubler la PAR (gain de 3 dB)
coupler idalement 3 antennes multiplie par 3 la PAR
coupler idalement 4 antennes multiplie par 4 la PAR (gain de 6 dB)
22. Les questions poses lexamen Les dcibels
Rapport de puissance correspondant un gain de 6 dB ?a) 4 bonne rponse b) 2c) 8d) 12
Quelle est la puissance en sortie d'un metteur de 25 W suivi dun amplificateur de 20 dB de gain ?a) 2500 W bonne rponse b) 5 W c) 20 W d) 500 W
Rendement
Calculer le rendement d'un amplificateur avec Pe =100 W et Ps = 80 Wa) 80% - bonne rponseb) 125%c) 800%d) 64%
23. Les questions poses lexamen Les gammes dondes
Symbole des ondes myriamtriques. a) VLF bonne rponseb) UHF c) VHF d) SHF
tendue des ondes dcimtriquesa) 0,3 3 GHz bonne rponseb) 3 30 GHzc) 30 300 GHzd) 3 30 MHz
Longueur donde des ondes dcimtriques. a) 100 m 10 mb) 10 m 1 mc) 1 m 10 cm bonne rponse d) 10 cm 1 cm
24. Les questions poses lexamen Les antennes
Quelle est l'impdance du doublet demi-onde repli par rapport un "doublet classique" ?a) le quadruple bonne rponse (300 / 73 = 4,11 - la rponse est donc arrondie) b) le doublec) la mme d) la moiti
Quelle antenne ne peut utiliser un radioamateur ? a) Yagi b) 5/8 c) isotrope bonne rponse (cette antenne nexiste pas)d) omnidirectionnelle
Cocher l'affirmation vraie sur une antenne Yagi:a) le fait d'ajouter des lments diminue l'impdance bonne rponseb) le rayonnement est parallle au diple faux : perpendiculairec) llment directeur est plus long que le brin rayonnant faux : plus courtd) tous les lments sont des brins rayonnants faux : il y a un brin rayonnant et des lments parasites. Lantenne log-priodique possdent ces caractristiques mais ne peut tre classe comme une antenne Yagi
25. Les questions poses lexamen Les antennes
A quelle antenne correspond ce diagramme de rayonnement ?a) doublet demi-onde bonne rponse b) Yagi c) GPd) donde
Unit du rapport avant/arrire d'une antenne?a) dcibels bonne rponseb) voltsc) mtresd) hertz
Polarisation d'une antenne GP ? a) verticale bonne rponse (antenne GP = quart donde vertical)b) horizontalec) circulaired) oblique
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